新型三维多层管状编织复合材料的制备及压缩性能研究

本文采用针织和编织相结合的工艺制备了一种新型三维多层管状编织复合材料,研究了该结构材料的轴向及径向压缩性能,探讨了影响材料压缩性能的因素。结果表明,三维管状编织复合材料受到轴向和径向压缩作用力时,其载荷位移曲线规律一致,均表现为"先增加后下降"的趋势,且这种材料线性粘弹性显著,抗压性能优良;轴纱的加入,使得结构材料的轴向承压能力增强,而径向承压能力下降。本文研究结果对于该类结构材料的设计与应用具有极好的指导作用。     

三维管状编织物的制备及力学性能实验研究

本文介绍了两种三维管状编织物的制备方法,一种采用传统四步法编织,另一种采用针织和编织相结合的新型编织方法(多轴向编织)加工而成。对比分析了两种结构管状编织物的拉伸和弯曲力学性能。结果表明,在纤维体积含量相同的情况下,多轴向编织结构拉伸性能不如四步法编织结构,但弯曲性能接近四步法编织结构;轴纱的加入使多轴向管状编织物的拉伸性能变弱,弯曲性能增强。本文研究结果对于上述两种管状编织物的结构设计与性能研究具有重要的指导作用。     

三维编织复合材料的发展及应用研究

三维编织复合材料以其高比刚度、高比强度以及优良的抗冲击、抗分层性能被广泛应用于航空航天领域。随着编织工艺的不断革新以及固化成型技术的持续发展,三维编织复合材料在一体化成型和大尺寸自动化编织上展示出得天独厚的优势。本文对三维编织机进行分类,讨论了三维编织与二维编织的区别,介绍了三维编织预成型体工艺的发展现状,对三维编织复合材料的应用现状进行总结。最后,对三维编织复合材料的应用前景进行了展望。     

三维编织复合材料的力学性能

三维编织复合材料是一种新型结构材料，具有优异的力学性能。本文综述了三维编织复合材料力学性能的部分研究进展，并对发展趋势进行了简要的评价与展望。     

三维编织物的缝合连接技术研究

缝合连接三维编织技术有效地解决了制作复杂形状异型件时存在的局限性。它把三维编织工艺和缝合工艺结合起来,从而满足了工程设计和整体性的要求。本文主要探讨了缝合连接形式、缝合连接工艺参数以及它们对缝合连接强度的影响,并且对缝合连接的基本破坏模式进行了分析。本文为缝合连接三维编织复合材料的结构设计、工程应用和力学性能研究提供了基础依据,同时提出了当前研究中应解决的问题以及缝合连接三维编织复合材料的主要研究方向。     

三维编织复合材料力学性能研究现状

对三维编织复合材料的力学性能研究现状进行了综述,研究内容大致归纳为细观结构特征研究、有限元仿真研究及实验研究。细观结构研究主要是研究单胞几何模型的建立和编织工艺与单胞结构模型的关系。有限元研究主要集中在利用有限元软件对细观结构模型进行力学分析、刚度强度性能预测。实验研究是运用实验的方法对材料的拉伸性能、弯曲性能及疲劳性能进行研究,并分析编织工艺参数和温度对其力学性能的影响。最后,对目前研究中存在的问题和今后的发展趋势进行了展望。     

三维编织SiO2基复合材料性能的研究

采用液相渗积工艺制备了三维SiO2／SiO2复合材料，对该材料的致密化以及力学性能、热物理性能、烧蚀性能和断口显微形貌进行了研究与分析，并着重研究了纤维体积含量及热处理温度对复合材料抗弯强度的影响。研究表明：该复合材料具有较好的力学性能和优良的抗烧蚀性能，随着纤维体积含量的提高，复合材料的抗弯强度随之提高。当纤维体积分数为50％，热处理温度为700℃时，复合材料显示出最高的抗弯强度(78MPa)。在烧蚀过程中无分层和剥离现象，表面光滑平整，耐烧蚀速率为0．17mm／s。通过加入非离子型表面活性剂，极大地改善了料浆的渗积性能，提高了复合材料的致密化程度，复合材料的密度高达1．65g／cm^3。复合材料的断面显微观察表明，材料的增韧机制是基体与纤维界面的脱粘和纤维的拔出吸收了大量的能量，使得该材料具有较高的强度，并具有非脆性断裂的特征。     

三维编织碳纤维复合材料剪切性能研究

本文采用短梁三点弯曲试验法,研究三维四向、五向编织碳纤维复合材料的剪切性能、剪切破坏过程及其破坏模式。结果表明:三维五向较三维四向编织复合材料剪切性能好;三维编织复合材料剪切强度沿长度方向随着编织角的减小而增加;切边三维编织复合材料试件受剪切破坏时在加载点附近侧表面裂缝沿纱线走向分布,上下两表面发生弯曲破坏,离开侧表面2 mm后内部纵向截面上下表层发生弯曲破坏,其它部位未发生剪切破坏。     

三维编织复合材料的细观结构与力学性能

归纳、梳理了三维编织复合材料细观结构表征方面较有代表性的单胞模型,分析、比较各结构模型的优缺点,从理论分析与试验测试两方面总结三维编织复合材料刚度和强度性能的研究成果与进展,探讨了细观结构表征与力学性能预报中存在的主要问题,并展望今后的研究重点与发展方向。     

机器人视觉系统在立体编织自动铺纱过程中的应用研究

文章着重讨论了视觉系统应用于立体编织小间距自动铺纱路径规划及实施方案。提出了机器人视觉系统在立体编织自动铺纱过程中的应用方案;解决了机器人连续铺纱的技术难题;机器人具有的灵活性、智能性和环境适应能力的特点在立体织物铺纱成型工艺中得到了更好的应用。     

立体编织预制体用自动单针插刺机设计

介绍了立体编织预制体成型工艺过程中,单针插刺工艺的自动化,提出了自动单针插刺机的总体设计方案,研究了方案的机构功能及工作过程。自动单针插刺机研制,可提高生产效率,优化成型工艺性能,适应立体编织预制体形状复杂化、大型化的趋势要求。     

ZrO2-SiO2复合涂层/三维碳纤维编织体材料的氧化动力学研究

采用溶胶-浸渍法,在三维碳纤维编织体(简称:RB)的纤维表面涂覆ZrO2-SiO2复合涂层,通过XRD、SEM、等温氧化失重和非等温TG-DSC等手段研究了制备方法对涂层完整性的影响,并对涂层/编织体材料(简称:CB)氧化反应的动力学进行了系统研究。结果表明:采用该方法所得到的涂层均匀完整,与纤维表面结合良好,能显著提高编织体材料的抗氧化性能;等温条件下,材料失重低于70%时,其失重率与氧化时间呈线性关系,反应速率常数随温度的升高而增大,材料失重高于70%时,其失重率与氧化时间呈抛物线关系;非等温条件下,材料的氧化过程呈现自催化特征。     

SiO2涂层/三维碳纤维编织体材料的氧化动力学和机理研究

采用溶胶-浸渍法,在三维碳纤维编织体的纤维表面涂覆SiO2涂层,通过XRD、SEM、等温氧化失重和非等温TG-DTG等测试手段研究了制备方法对涂层完整性的影响,并对涂层/编织体材料(CB)氧化反应的动力学和机理进行了系统研究.结果表明:采用该方法所得到的涂层均匀完整,与纤维表面结合良好;等温条件下,材料失重低于70%时,定温下,其失重率与氧化时间呈线性关系,反应速率常数随温度的升高而增大.材料的氧化过程随温度升高可分为2个阶段:第1阶段为反应控制,第2阶段为扩散和反应共同控制,分界点为600℃;非等温条件下,材料的氧化过程呈现自催化特征.     

基于专利分析的3D打印技术及材料研究与应用进展

详述了3D打印技术的发展历程,具体介绍了3D打印技术的技术分类及其优缺点,对3D技术在我国的专利分布情况进行了初步分析,同时对3D打印技术在汽车工业、航天领域、医药行业和建筑行业的应用进行了梳理,并进一步展望了3D打印技术的发展趋势,通过互联网+3D打印,将创造出新的经济增长点,实现我国从传统制造向智能制造迈进。     

任意矩形组合截面二步法三维编织的纱线布置规律及其计算机辅助设计

本文研究了任意矩形组合截面二步法三维编织的纱线布置规律。并利用软件使二步法三维编织的工艺设计安全由计算机实现，为二步法三维编织的安全自动化奠定了软件基础。     

三维编织异型结构件计算机辅助设计系统研究

本文研究和建立了用于四步法三维编织工艺设计的数学模型,并开发了一个CAD系统,三维编织工艺设计过程由计算机来实现,为四步法三维编织工艺设计的完全自动化奠定了软件基础.     

三维四步法纱线不同运动式样编织复合材料力学性能分析

通过对三维四步法1×3式样、1×5式样编织复合材料几何细观结构的研究,采用六边形纤维束截面假设,建立了一种三维四步法1×3式样、1×5式样编织复合材料有限元3D模型,对其拉伸、压缩和剪切力学性能进行了理论分析,并与试验结果进行了对比,验证了有限元3D模型的准确性。     

2.5D编织复合材料弹性性能的分析和实验验证

研究2．5D编织细观结构,分析了其单元体模型,建立了2．5D编织复合材料弹性性能分析预报模型。研究了2．5D编织物的复合成型工艺,制作试件并通过实验值与理论预测值的对比,验证了该方法的正确性。     

2.5维编织结构纤维体积含量的数值计算

2．5维编织是近年来发展起来的一种新型编织技术，有着较广阔的工程应用前景。本文以最典型的2．5维结构为例，讨论了该种结构的单元体模型．推导出了单元体内纤维体积含量的计算公式，并用实验对计算数值进行了验证，最后指出了该计算方法的应用范围。